簡單的說就是理化生實(shí)驗(yàn)采用傳感器來完成。比如傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的牛頓第三定律,傳統(tǒng)方式是采用兩個(gè)彈簧秤對(duì)拉看刻度基本相等,而數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)采用兩個(gè)力傳感器對(duì)拉,通過兩根USB線將傳感器數(shù)據(jù)傳入電腦,然后同軟軟件可以以數(shù)字和曲線的形式顯示出力的大小變化曲線和數(shù)據(jù)是相等的和對(duì)稱的,并且可通過軟件進(jìn)行曲線的擬合。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一些只能定性無法定量的實(shí)驗(yàn)以及一些微小或瞬間數(shù)據(jù)的測量上,數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室能發(fā)揮出巨大作用。
數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室要有被測量的自然量,比如:“溫度,濕度,電源,力,長度,壓力”等等,通過傳感器的轉(zhuǎn)換,統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并通過放大或縮小到合適的電壓,再通過采集器進(jìn)行編碼為可被計(jì)算機(jī)利用的數(shù)字信號(hào),最后通過計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)軟件,進(jìn)行計(jì)算和總結(jié),形成最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果文檔。
數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)室主要有以下功能與特點(diǎn):
1.數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)之間,數(shù)據(jù)采集器與傳感器之間均采用USB接口,四通道傳感器接口并行采集,即插即用,經(jīng)久耐用;
2.采用大尺寸液晶屏幕顯示,方便觀察和分析,配備學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)室時(shí),也可以省去計(jì)算機(jī);
3.便攜式設(shè)計(jì),方便組織開展室外探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng);
4.硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精美,小巧;
5.兩種供電模式,使用電池供電,方便室外實(shí)驗(yàn);
6.具有存儲(chǔ)功能,便于脫機(jī)工作;
7.具有大量的滿足理,化,生學(xué)科教學(xué)需要的傳感器,并且可以使用同一采集器;
8.提供人性化操作平臺(tái),方便探究實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí);
9.自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,方便學(xué)生編輯和提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告,包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像等;
10.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像分別可以保存,自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)課件,支持課件的回放;
11.圖像點(diǎn)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)閃動(dòng),便于觀察;
12.選用多種保存形式,方便數(shù)據(jù)和圖像的處理和使用??赏瑫r(shí)保存在同一次實(shí)驗(yàn)過程中因改變不同實(shí)驗(yàn)條件而產(chǎn)生的多張數(shù)據(jù)表格和多個(gè)實(shí)驗(yàn)圖象,便于比較;
13.軟件分為專用軟件和通用軟件,專用軟件操作簡捷,重點(diǎn)突出,直觀性強(qiáng),通用軟件功能強(qiáng)大,適合探究式學(xué)習(xí),支持教師和學(xué)生自主搭建實(shí)驗(yàn),鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐,支持多傳感器組合實(shí)驗(yàn)。根據(jù)教學(xué)需要,教師可編寫新實(shí)驗(yàn)?zāi)_本,擴(kuò)充專用實(shí)驗(yàn);
14.可以多窗口顯示數(shù)據(jù)和圖像,方便比較;
15.可用多種形式顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果——窗口可切換為數(shù)字、指針和波形等模式顯示;
16.同一傳感器可以波形-數(shù)字,波形-儀表,波形-波形等同步組合多模顯示,大大方提高了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察效果??赏瑫r(shí)顯示接入的多種變量,也可將某一變量放大單一顯示??蓪?duì)任一接入的變量實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、表格、圖像的并行或單一顯示;
17.任何一種傳感器可自動(dòng)在組合圖線和計(jì)算表格中生成變量,方便數(shù)據(jù)的采集、導(dǎo)入以及其他處理;
18.數(shù)據(jù)記錄:數(shù)據(jù)以自動(dòng)記錄,點(diǎn)擊記錄,外部調(diào)入等方式導(dǎo)入表格,傳感器對(duì)應(yīng)的變量在表格中自動(dòng)生成;
19.可將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到EXCEL表格等軟件進(jìn)行其他處理,也可直接將數(shù)據(jù)保存,方便下次調(diào)用??梢栽谟?jì)算表格中可直接新建文檔,不必關(guān)閉軟件;
20.公式及變量:可通過運(yùn)算編輯窗口將公式手動(dòng)輸入或從公式庫輸入到表格并自動(dòng)生成獨(dú)立的記錄單元;變量可手動(dòng)輸入或自動(dòng)生成,可輸入變量和恒量;可自行編輯公式保存到模板,方便下次調(diào)用;
21.設(shè)立多種數(shù)據(jù)擬合方式,供教學(xué)時(shí)選用;
22.數(shù)據(jù)計(jì)算及組合圖線:支持常規(guī)四則運(yùn)算,支持對(duì)數(shù),指數(shù),三角函數(shù),反三角函數(shù)等運(yùn)算,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖線描繪;
23.坐標(biāo)繪圖——可自動(dòng)生成二維平面坐標(biāo)系,根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要可自定義X軸和Y軸變量,可在標(biāo)系中繪出變量-時(shí)間、變量-變量等實(shí)驗(yàn)圖像,亦可在同一坐標(biāo)系內(nèi)重復(fù)繪制多組實(shí)驗(yàn)圖像以方便比較;
24.圖線處理——基本功能:圖像可整體放大,縮小,也可單軸拉伸,壓縮,平移,可選擇單一圖線進(jìn)行綜合處理,任何一條圖線均可被鎖定—解鎖,隱藏—顯示,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可單點(diǎn)顯示,也可圖線顯示,也可圖線-單點(diǎn)組合顯示,也可以腳標(biāo)方式實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)坐標(biāo)值??蓪?duì)圖像以X軸鏡像顯示,也可暫態(tài)顯示,可調(diào)圖線的線型,可整體移動(dòng)圖像,也可框選并直接顯示框選范圍在X軸和Y軸的截距;
25.可整體復(fù)制實(shí)驗(yàn)界面道圖像編輯器,可將實(shí)驗(yàn)界面直接保存為圖像;
26.可打印和保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)圖像;
27.在實(shí)驗(yàn)中,可以調(diào)閱實(shí)驗(yàn)幫助資料。
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